Il y a de l’eau partout

La NASA a promis des des nouvelles sur la Lune aujourd’hui, et nous sommes heureux d’annoncer que l’agence spatiale a livré. Comme beaucoup d’entre vous ont bien deviné, le la découverte a à voir avec l’eau gelée sur la surface lunaire. La nouvelle recherche, en plus de fournir les meilleures preuves à ce jour de la glace d’eau sur la Lune, suggère que cette ressource précieuse est dispersés sur la surface lunaire, y compris dans zones exposées à la lumière directe du soleil et minuscules poches coulées à l’ombre permanente.

Deux articles publiés aujourd’hui dans Nature Astronomy redéfinissent ce que nous savons sur la Lune et sa capacité à stocker une ressource naturelle précieuse: l’eau. Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que de l’eau gelée existe sur la Lune, en particulier aux pôles, mais la nouvelle recherche fournit les preuves les plus définitives à ce jour, grâce à la détection de molécules d’eau réelles sur la surface lunaire. La nouvelle recherche identifie également une multitude de poches sombres, connues sous le nom de froid pièges, dans lesquels une grande partie de cette eau gelée pourrait se cacher.

Que la glace d’eau existe sur la Lune est significative d’un point de vue purement scientifique, mais c’est aussi important en termes de comment cela influencera les futures missions à la surface lunaire. Un objectif important pour la prochaine NASA Missions Artemis sera de collecter et de récupérer la glace d’eau des régions polaires du sud, ce qui semble désormais plus possible que jamais. De plus, l’apparente abondance d’eau sur la Lune signifie qu’elle peut être approvisionnée localement, ce qui est une excellente nouvelle pour l’avenir. explorateurs ou colons.

Auparavant, la détection de taches lumineuses au pôle sud lunaire a fait allusion à cette possibilité. Les données d’un radar de la NASA attaché au vaisseau spatial indien Chandrayaan-1 suggèrent la même chose, révélant des dizaines de petits cratères qui apparu à remplir de glace d’eau. Et en 2016, des traces résiduelles de glace d’eau étaient pris en considération preuve de l’axe d’inclinaison de la Lune.

Pourtant, malgré ces découvertes alléchantes et d’autres, la preuve réelle des molécules d’eau sur la Lune était limitée aux signatures spectrales repérées à 3 microns. C’est un problème, car, à cette longueur d’onde, les scientifiques ne peuvent pas faire la distinction entre l’eau et les minéraux liés à l’hydroxyle (l’hydroxyde contient de l’oxygène lié à l’hydrogène).

Pour surmonter cette limitation, les scientifiques ont pris de nouvelles mesures de la surface lunaire de l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) – un Boeing 747 jumbo jet équipé d’un télescope de 9 pieds de long. Avec SOFIA, les chercheurs ont détecté une signature spectrale de l’eau à 6 microns, qui n’est pas partagée avec d’autres groupes hydroxyles. Cette signature de l’eau a été repérée aux hautes latitudes sud, à des quantités comprises entre 100 et 400 parties par million.

Incroyablement, une grande partie de cette eau a été détectée dans les zones exposées à la lumière directe du soleil. Selon la nouvelle astronomie de la nature papier, co-écrit par le scientifique planétaire Casey Honniball de l’Université de Hawaiʻi à Mānoa, cette eau pourrait être emballée dans de fins morceaux de verre éparpillés sur la surface lunaire, ou prise en sandwich entre des grains de poussière qui protègent l’eau des rayons du soleil.

Dans un e-mail, Matthew Siegler, un chercheur au Planetary Science Institute de Dallas, au Texas, a déclaré qu’il s’agissait de la première détection «à part entière» de molécules d’eau sur la surface lunaire, par opposition à la détection précédemment observée 3-caractéristique du micron qui pourrait être confondue avec les composés d’hydroxyde.

«L’hydroxyde peut se former à partir de protons du vent solaire s’écrasant sur tout oxygène qui traîne sur la Lune, comme ceux contenus dans les roches», a écrit Siegler, qui n’était pas impliqué dans la nouvelle recherche. «C’est un peu plus difficile pour l’eau de se former de cette façon», a-t-il dit, alors c’est probablement arrivé à travers différents processus, tels que les anciens volcans lunaires ou à travers des objets impactants comme les astéroïdes et les comètes. Dans la perspective des travaux futurs, Siegler aimerait voir plus de données SOPHIA ou de données de n’importe quel instrument capable de scanner à 6 microns, pour cartographier toute l’étendue de l’eau sur la surface lunaire.

«Ces molécules d’eau semblent être piégées dans des verres, plutôt que libres et rebondissantes à la surface, elles pourraient donc être assez globales et pas seulement dans l’ultra-régions polaires froides », a expliqué Siegler. «Les molécules d’eau libres doivent être refroidies à moins d’environ 110 degrés Kelvin [-163 degrees Celsius, -261 degrees Fahrenheit] rester très longtemps, et ces conditions ne se produisent que dans les pièges froids.

Ce qui nous amène joliment au deuxième papier, également publié aujourd’hui dans Nature Astronomy. Cette recherche, dirigée par Paul Hayne de l’Université du Colorado à Boulder, suggère que les poches d’eau cachées sont plus fréquentes sur la Lune qu’on ne le soupçonnait auparavant. Connus sous le nom de pièges à froid, ce sont des endroits spéciaux à la surface qui sont perpétuellement jetés dans l’obscurité, ce qui permet potentiellement determe de conservation de la glace d’eau.

«Si vous pouvez imaginer debout à la surface du Moon près de l’un de ses pôles, vous verriez des ombres partout », a expliqué Hayne dans un communiqué de presse de l’UC-B. «Beaucoup de ces minuscules ombres pourraient être pleines de glace.»

Prenez le cratère Shackleton, par exemple, une dépression mesurant 21 km de diamètre et plusieurs miles de profondeur. Des parties du cratère sont inclinées de telle sorte que les parties intérieures sont toujours ombre, avec des températures stables à environ -300 degrés F (-184 degrés C).

À l’aide de Lunar Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, Hayne et ses collègues ont étudié un large éventail de pièges froids possibles, certains ne dépassant pas un centime. Incroyablement, certains de ces pièges froids sont restés dans l’obscurité totale pendant des milliards d’années.

Selon l’étude, les pièges froids à petite échelle près des régions polaires de la Lune sont étonnamment abondants, s’élevant à 15 400 miles carrés (40 000 kilomètres carrés) de la surface lunaire. Environ 60% des pièges à froid sont situés à proximité des régions polaires du sud. Des recherches antérieures suggéraient que les pièges froids représentaient 18 100 kilomètres carrés de biens immobiliers lunaires, la nouvelle estimation augmentant considérablement ce chiffre.

«Nos résultats suggèrent que l’eau piégée aux pôles lunaires pourrait être plus largement distribuée et accessible en tant que ressource pour les missions futures qu’on ne le pensait auparavant», a écrit le chercheur.s dans l’étude.

Surtout, ces endroits sont capable de stocker l’eau, avec capacité étant le maître mot; le nouveau document ne fournit pas réellement de preuve de la glace d’eau existant à l’intérieur de ces les poches.

Siegler a déclaré que toute eau potentielle à l’intérieur de ces pièges froids provenait de sources telles que les comètes, les astéroïdes, les volcans lunaires ou les réactions chimiques causées par le vent solaire, mais qu’elles auraient également pu provenir de la libération de molécules trouvées à l’intérieur des verres (qui ont été mentionnées comme une possibilité. dans l’article Honniball). Ces lunettes, produite par la chaleur des impacts, «introduisent essentiellement un nouveau réservoir mondial potentiel», a déclaré Siegler.

La Lune, comme le suggèrent ces articles, est un meilleur endroit pour stocker l’eau que nous ne le pensions. Cela a d’énormes implications pour les missions sur la Lune, car les explorateurs lunaires pourraient potentiellement s’approvisionner en eau localement (c’est assez fastidieux de transporter de nombreux les trucs de la Terre). On ne sait pas à quel point ce serait facile être en fait collecter de la glace d’eau sur la surface lunaire, mais les nouvelles recherches devraient nous donner matière à optimisme. Cette glace pourrait produire de l’eau potable, mais elle pourrait aussi être utilisée pour produire du carburant pour fusée, Fit remarquer Siegler.

«Si l’eau est vraiment répandue, même si elle est très superficielle et emprisonnée dans des verres, vous pourriez imaginer que le« strip mining »de la surface lunaire pour l’eau pourrait être une chose plus viable – non pas que je préconise que nous dépouillions la Lune de la mine», at-il expliqué . «Mais l’eau est très utile si vous êtes sur la Lune et que vous voulez un martini, ou de l’eau potable, ou si vous voulez faire le plein de votre hydrogène liquide standard, une fusée à oxygène liquide.»

Ce à quoi il a ajouté: «Il est très coûteux d’extraire de l’eau de la Terre de notre puits de gravité, donc avoir de l’eau sur la Lune rend l’exploration lunaire beaucoup moins chère et rend le ravitaillement dans l’espace possible.»

Pour la mission Artemis III, qui pourrait voir une femme et un homme atterrir sur la Lune en 2024, c’est une bonne nouvelle, car cela signifie qu’ils ont une chance décente d’atteindre leur objectif de trouver eau dans les régions polaires du sud. Que la chasse au trésor commence!